Reila Vargas Velasco
Título
Concreto de Alto Desempenho Reforçado com Fibras de Polipropileno e Sisal Submetido a Altas Temperaturas
Resumo
Devido às suas características de alta resistência e durabilidade, tem-se observado um uso crescente do concreto de alto desempenho (CAD) nas obras de engenharia civil. Existem, entretanto, preocupações quanto ao comportamento deste tipo de concreto quando submetido a altas temperaturas, devido ao fato do CAD apresentar uma microestrutura mais densa que a do concreto de resistência normal, o que o torna mais impermeável, impedindo a saída da água evaporável presente no interior do concreto e propiciando o surgimento de pressões de poro, algumas vezes, altas o suficiente para causar a fragmentação do concreto, quando submetido a altas temperaturas. Este trabalho estuda o comportamento tensão x deformação e a fragmentação de origem térmica de dois concretos de alto desempenho (65 e 85 MPa) e um de resistência normal (30 MPa) após os mesmos terem sido submetidos a temperaturas de 400, 650 e 900ºC. Além disso, avalia-se a potencialidade de se utilizar baixas frações volumétricas (0,25-0,5%) de fibras de polipropileno e sisal, que se degradam a temperaturas inferiores a 460 e 400ºC, respectivamente. As amostras foram aquecidas até atingirem as temperaturas de teste e a resistência à compressão e módulo de elasticidade foram determinadas após as mesmas serem resfriadas à temperatura ambiente. Mudanças na porosidade total do concreto com o aquecimento foram medidas através de testes de absorção de água. A microestrutura do concreto, após ser submetido a altas temperaturas, foi investigada utilizando-se microscópios ótico e eletrônico de varredura.
Abstract
Due to its high strength and durability, high performance concrete has gained increased use in civil engineering applications. However, there are concerns regarding to the behavior of this type of concrete when submitted to high temperatures. This happens because high performance concrete presents a dense microstructure as compared with that of normal strength concrete. High performance concrete has been found to be prone to spalling under high temperature because the dense hardened cement paste keeps the moisture vapor from escaping and as a result considerable pore pressure can build up internally. In this work it is studied the stress x strain behavior and the spalling phenomenon of two high performance concretes (65 and 85 MPa) and of a normal strength concrete (30 MPa) after being submitted to temperatures of 400, 650 and 900ºC. Besides, it is evaluated the potentiality of using low fibre volume fraction (0,25-0,5%) of polypropylene and sisal fibers, which vaporize at temperatures of 341 and 400ºC, respectively. The specimens were heated to temperatures up to 900ºC and the compressive strength and elastic modulus determined after allowing the samples to cool down to room temperature. Changes of total porosity of the concrete with heating was measured by water absorption tests. The microstructures of damaged concrete were investigated using optical and scanning electron microscopy.
